CDIO课程项目设计报告.docVIP

河南师范大学 CDIO课程项目设计报告 项 目 名 称 数字通信系统仿真—采用QPSK调制和Hamming码技术 专 业 通信工程 班 级 成 员 指 导 教 师 设 计 时 间 2013.03—2013.06 项目计划 （包括项目设计目的与内容要求、项目可行性分析） 1.1项目设计目的与内容要求 项目设计目的： ⑴ 在通信原理学习的基础上，加深对数字通信系统主要原理和技术的理解，并进行研究，本次训练主要针对四进制正交调相（QPSK）及解调技术、高斯噪声信道原理以及信道编码中的Hamming码的基本原理。 ⑵ 在建立完整的基于QPSK和Hamming码的数字通信系统仿真模型的基础上，利用MTALAB软件进行QPSK调制解调及Hamming码的仿真。 ⑶ 在信道中加入高斯噪声观察系统的纠检错能力，统计误码率，然后进行分析。 内容要求： 建立数字通信系统数学模型，掌握数字通信的基本过程； 利用MATLAB建立数字通信系统的仿真模型，掌握技术的软件要求； 对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果； 将仿真结果与理论结果进行比较、分析，加深所学的学科基础知识。 1.2项目可行性分析 在通信原理课程中，对信源编码编码方式的整体学习和掌握，结合本次CDIO的课程设计理念：CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、 个人能力、 人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标CDIO包括了三个核心文件：1个愿景、1个大纲和12条标准。它的愿景为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。它的大纲首次将工程师必须具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和整个CDIO全过程能力以逐级细化的方式表达出来（3级、70条、400多款），使工程教育改革具有更加明确的方向性、系统性。它的12条标准对整个模式的实施和检验进行了系统的、全面的指引，使得工程教育改革具体化、可操作、可测量，并对学生和教师都具有重要指导意义。CDIO体现了系统性、科学性和先进性的统一，代表了当代工程教育的发展趋势⑴ 四进制正交调相（QPSK）及解调技术的原理 周炯槃，庞沁华，续大我等，通信原理[M],北京邮电大学出版社，2008（2012年7月印刷） 数字信号频带传输，即数字基带信号去控制正弦型载波的某参量。可分为振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（ASK）和联合控制键控（QAM）。 带通型数字调制有二进制及M进制（M2）之分。M进制数字调制是将每个二进制符号映射为相应的波形之一。例如，在四进制数字调制中，将二进制数字序列中每2个比特构成一组，对应于四进制符号之一。每个四进制数字符号映射为四个信号波形之一。 QPSK信号的产生：QPSK信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号，其信号表示为 Ts为四进制符号间隔，为正弦载波的相位，有4种可能状态。 若，则，此初始相位为0的QPSK信号的矢量图示于图2.2.1。 图 2.2.1 初始相位为0的QPSK信号矢量图 若，则，此初始相位为的QPSK信号的矢量图示于图2.2。 图 2.2.2初始相位为 的QPSK信号矢量图 由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在A方式中：45°、135°、225°、315°，则信号、通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值±；B方式中：0°、90°、180°、270°，则信号、通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值±1、0。 表2-3 双比特码元与载波相位关系 双比特码元 载波相位 a b A方式 B方式 0 1 1 0 0 0 1 1 225° 315° 45° 135° 0° 90° 180° 270° 产生的QPSK信号的正交调制的系统原理图如图2.2.4所示 图 2.2.4 产生QPSK信号的正交调制原理图 考虑到信道里存在噪声并且信道为限带信道。以理想高斯白噪声和理想限带信道